RU2781283C1 - Многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора - Google Patents
Многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781283C1 RU2781283C1 RU2022109311A RU2022109311A RU2781283C1 RU 2781283 C1 RU2781283 C1 RU 2781283C1 RU 2022109311 A RU2022109311 A RU 2022109311A RU 2022109311 A RU2022109311 A RU 2022109311A RU 2781283 C1 RU2781283 C1 RU 2781283C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fertilizer
- zeolite
- organic
- effluent
- functions
- Prior art date
Links
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 15
- LQPNKCGIYXREIT-UHFFFAOYSA-L dipotassium;bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylate Chemical compound [K+].[K+].C1C2C=CC1C(C(=O)[O-])C2C([O-])=O LQPNKCGIYXREIT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 60
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract description 12
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 14
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- 210000003608 Feces Anatomy 0.000 description 10
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 9
- 235000021307 wheat Nutrition 0.000 description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 7
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 6
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 6
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 5
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 4
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 4
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 3
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 3
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 3
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 3
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 3
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 3
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 238000009329 organic farming Methods 0.000 description 3
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 3
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N 3,7,8-trihydroxy-3-methyl-10-oxo-1,4-dihydropyrano[4,3-b]chromene-9-carboxylic acid Chemical compound O1C2=CC(O)=C(O)C(C(O)=O)=C2C(=O)C2=C1CC(C)(O)OC2 FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940064005 Antibiotic throat preparations Drugs 0.000 description 2
- 229940083879 Antibiotics FOR TREATMENT OF HEMORRHOIDS AND ANAL FISSURES FOR TOPICAL USE Drugs 0.000 description 2
- 229940042052 Antibiotics for systemic use Drugs 0.000 description 2
- 229940042786 Antitubercular Antibiotics Drugs 0.000 description 2
- 241000194106 Bacillus mycoides Species 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 2
- DJHJJVWPFGHIPH-OODMECLYSA-N Chitin Chemical compound O[C@@H]1C(NC(=O)C)[C@H](O)OC(CO)[C@H]1COC[C@H]1C(NC(C)=O)[C@@H](O)[C@H](COC[C@H]2C([C@@H](O)[C@H](O)C(CO)O2)NC(C)=O)C(CO)O1 DJHJJVWPFGHIPH-OODMECLYSA-N 0.000 description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 2
- 210000000805 Cytoplasm Anatomy 0.000 description 2
- 235000019749 Dry matter Nutrition 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 229940093922 Gynecological Antibiotics Drugs 0.000 description 2
- 240000005407 Nasturtium officinale Species 0.000 description 2
- 229940024982 Topical Antifungal Antibiotics Drugs 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal Effects 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 2
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 2
- 229940095100 fulvic acid Drugs 0.000 description 2
- 229940079866 intestinal antibiotics Drugs 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 229940005935 ophthalmologic Antibiotics Drugs 0.000 description 2
- -1 or its derivatives Polymers 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 240000008371 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 229940075615 Bacillus subtilis Drugs 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 241000273930 Brevoortia tyrannus Species 0.000 description 1
- 241000222178 Candida tropicalis Species 0.000 description 1
- 210000002421 Cell Wall Anatomy 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 102000003712 Complement Factor B Human genes 0.000 description 1
- 108090000056 Complement Factor B Proteins 0.000 description 1
- 241000235646 Cyberlindnera jadinii Species 0.000 description 1
- 240000006669 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 1
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 230000036740 Metabolism Effects 0.000 description 1
- 235000017879 Nasturtium officinale Nutrition 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 241000194020 Streptococcus thermophilus Species 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 235000007264 Triticum durum Nutrition 0.000 description 1
- 241000209143 Triticum turgidum subsp. durum Species 0.000 description 1
- 229940029983 VITAMINS Drugs 0.000 description 1
- 229940021016 Vitamin IV solution additives Drugs 0.000 description 1
- 241001520823 Zoysia Species 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002180 anti-stress Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004177 carbon cycle Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003967 crop rotation Methods 0.000 description 1
- 230000001461 cytolytic Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective Effects 0.000 description 1
- KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane;hydrate Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 244000037666 field crops Species 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000003050 macronutrient Effects 0.000 description 1
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000035786 metabolism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005445 natural product Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic Effects 0.000 description 1
- 238000003359 percent control normalization Methods 0.000 description 1
- 229910001743 phillipsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010981 turquoise Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229930003231 vitamins Natural products 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора включает цеолитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, эффлюент и гумат калия. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет повысить содержание азота, фосфора, калия, кремния, гуминовых веществ и органического вещества в единице массы удобрения, а также обеспечить заявленное удобрение функциями почвоулучшителя и биостимулятора. 7 табл.
Description
Изобретение относится к области растениеводства, а именно к производству многокомпонентного органического удобрения на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора.
В настоявшее время земледелие и растениеводство ориентированы на ускорение роста и развития растений полевых культур и увеличение их продуктивности за счет применения органических удобрений и биопрепаратов, получаемых на основе утилизации органических отходов и сырья, что способствует декарбонизации российского АПК.
Для получения «органической» растениеводческой продукции, ускорения роста и развития растений, восстановления плодородия почвы, особенно важным является использование инновационных экологически безопасных органических многокомпонентных удобрений, которые по агрономической и экономической эффективности не уступают основным минеральным удобрениям, и при этом обеспечивают поступление в почву макро - и микроэлементов, полезных микроорганизмов, гуминовых веществ, аминокислот, фитогормонов и других биохимически активных веществ.
Известно органическое удобрение - мелиорант [Патент № 2745780 МПК C05F 3/00, C05F 11/02, C05F 11/08, Опубликовано 31.03.2021 Бюл. №10], содержащий эффлюент, макроэлементы, микроэлементы и микроорганизмы, в следующем соотношении компонентов, мас.%:
| эффлюент | 90,00-95,00 |
| макроэлементы | 4,50-9,50 |
| микроэлементы | 0,05-0,25 |
| микроорганизмы | 0,05-0,25 |
Однако, недостатком данного удобрения являются его низкие показатели эффективности, что обусловлено отсутствием в его составе баланса минеральных макро- и микроэлементов, а также пролонгированного действия удобрения, в виду отсутствия в составе минерального компонента - абсорбента, который выступал бы как «контейнер - носитель» для других ингредиентов удобрения и микроорганизмов.
Известно удобрение-мелиорант «Нара-2» (Патент РФ №2115641, МПК C05F 7/00, опубл. 20.07.1998 г.), содержащее смесь торфа и сапропеля, цеолитовый туф с размером частиц 1,0 - 5,0 мм, известковую муку и хитин, либо его производные, или хитозан, либо его производные. Данное удобрение - мелиорант обладает повышенной избирательной сорбционной активностью к тяжелым металлам и радионуклидам, повышает численность агрономически ценных групп микроорганизмов, а в целом проявляет высокий мелиорирующий эффект и содействует повышению плодородия почв.
Недостатками данного удобрения являются малое содержание азота, фосфора и калия, что не обеспечивает повышения урожайности на обедненных почвах. Кроме того, прочный органоминеральный комплекс сапропеля препятствует высвобождению гуминовых веществ, что также снижает эффективность удобрения. Кроме того, хитин и хитозан (как и их производные) являются достаточно дорогими по стоимости компонентами, что приводит к дополнительному удорожанию данного удобрения с большим количеством других составных ингредиентов.
Известно органо-минеральное удобрение (Патент №2382753 МПК C05F 3/00, Опубл. 27.02.2010 Бюл. № 6), содержащее птичий помет, воду и цеолитсодержащий туф, содержащий более 50 % по массе клиноптилолита, при следующем соотношении ингредиентов (%, по массе): птичий помет - 70-80; цеолитсодержащий туф - 10-20; вода - остальное. Удобрение получают путем смешения птичьего помета влажности 35-40% и цеолитсодержащего туфа, предварительно измельченного до размера частиц менее 1 мм, которые интенсивно перемешивают в течение 20-40 с, гранулируют, а затем подвергают дегидратации до влажности 10-14 мас.%. Предлагаемое удобрение отличается достаточной прочностью гранул, стабильно при хранении и эффективно при применении.
Однако, цеолитсодержащий туф имеет крайне низкое содержание агрономически полезных макро - и микроэлементов.
Известно органоминеральное удобрение [Патент РФ № 2598632, МПК C05F 11/02, Опубл. 27.09.2016 Бюл. № 27], включающее органическую составляющую бурый уголь, или торф, или гумат калия/натрия, минеральную составляющую, дополнительно содержит хелатирующий агент, при этом в качестве минеральной составляющей содержит соли щелочных и щелочноземельных элементов, а добавка содержит металлургический шлак следующего состава, масс. %: МехОу - 96,0-99,0, где: Me - металл, О - кислород, х и у - коэффициенты, определяющие их соотношение;
- микроэлементы - 1,0-4,0,
при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| - органическая составляющая | 35,0-50,0 |
| - хелатирующий агент | 0,1-10,0 |
| - металлургический шлак | 15,0-40,0 |
| - соли щелочных и | |
| щелочноземельных элементов | 15,0-40,0 |
Недостатком данного удобрения является его органо-минеральный состав, в частности использование металлургических шлаков, в качестве адсорбентов, что неприемлемо для органического земледелия с целью получения органической продукции.
Известно органоминеральное удобрение (Патент №2724698 МПК C05F 3/00, C05F 11/02, C05F 11/08, Опубл. 25.06.2020 Бюл. № 18), содержащее органический компонент - помет птиц и минеральный компонент - природную минеральную составляющую, в качестве птичьего помета удобрение содержит биологически переработанный птичий помет с влагопоглощающим материалом с использованием консорциума штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в количестве 1⋅108-1⋅109 клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета, удобрение дополнительно содержит фульвовую кислоту, а в качестве природной минеральной составляющей удобрение содержит термоактивированную природную кремнистую цеолитсодержащую породу (КЦП, при этом суммарное содержание опал-кристобалита, клиноптилолита и монтмориллонита в породе составляет 74-85 мас. %, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| биологически переработанный птичий помет | 70-90 |
| фульвовая кислота | не более 1 |
| термоактивированная природная кремнистая цеолитсодержащая порода | остальное |
Недостатком известного органоминерального удобрения является сложность получения удобрения, заключающаяся в следующем:
1. Многостадийность процесса подготовки исходных компонентов.
2. Введение в состав органоминерального удобрения кислотно-щелочных компонентов.
Технический результат предлагаемого многокомпонентного органического удобрения заключается в повышенном содержании азота, фосфора, калия, кремния, гуминовых веществ и органического вещества в единице его массы, что делает данное удобрение более концентрированным, а следовательно, требуется внесение его в меньших дозах, что обеспечивает повышение эффективности использования предлагаемого многокомпонентного органического удобрения. Дополнительный технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении заявленного удобрения функциями почвоулучшителя и биостимулятора.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита включает цеолитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, эффлюент, получаемый по ГОСТ РФ 33380 - 2015, и гумат калия, при следующем соотношении компонентов по массе, %:
- цеолит - 46,0;
- эффлюент - 33,0;
- гумат калия - 21,0.
Цеолит является высококремнистым природным материалом вулканического происхождения с нанопористой структурой и высокой ионнообменной активностью. Цеолит выступает как «контейнер - носитель» для других ингредиентов удобрения, таких как полезные микроорганизмы, гуминовые вещества и биостимуляторы (биохимические активные вещества, содержащиеся в ээфлюенте).
В таблицах 1 и 2 представлены физико - химические и химические показатели цеолита.
| Таблица 1 Физико - химические показатели цеолита |
||||
| Породообразующие минералы |
Ионообменная способность, г-экв./кг |
Удельная поверхность, м2/кг⋅103 | Пористость, % | Эффективный диаметр пор, нм |
| клиноптилолит, морденит, филлипсит, шабазит | 0,5-1,5 | 47-95 | 20-53 | 0,3-0,6 |
| Таблица 2 Химический состав цеолита |
|||||
| Цеолит | Элемент в оксидной форме (на абс. - сух. вещество) | ||||
| SiO2 | P2O5 | K2O | CaO | MgO | |
| валовая форма, % | 56,6 | 0,23 | 1,82 | 13,3 | 1,90 |
| подвижная форма, мг/кг | 7950 | 260 | 250 | 4800 | 1600 |
Эффлюент - продукт микробиологической анаэробной ферментации органических отходов и / или сырья в биореакторах (ГОСТ РФ 33380 - 2015) с одновременным получением биогаза, который может направляться на генерацию тепла и электричества для производственных нужд. Использовался эффлюент, вырабатываемый из смеси навоза КРС и птичьего помета.
В таблице 3 представлены химические показатели эффлюента.
| Таблица 3 Химический состав эффлюента |
|||||
| № п./п. | Наименование показателя | Ед. изм. |
Результат испытаний |
НД на метод испытаний |
|
| 1. | Массовая доля общего азота | % | 0,1 | ГОСТ 26715-85 | |
| 2. | Маасовая доля калия общего в пересчете на К2О |
% | 0,03 | ГОСТ 26718-85 | |
| 3. | Массовая доля фосфора общего в пересчете на Р2О5 |
% | 0,02 | ГОСТ 26717-85 | |
| 4. | Массовая доля органического вещества | % | 67,5 | ГОСТ 27980-88 | |
| 5. | Массовая доля сухого вещества | % | 1,9 | ГОСТ 26713-85 | |
| 6. | Показатель активности водородных ионов (реакция водной среды), pH | рН | 7,2 | ГОСТ 27979-88 | |
Гумат калия - источник гуминовых соединений, составляющих основную долю гумуса почвы, играющего решающую роль в плодородии. Гумат калия увеличивает всхожесть семян и ускоряет их развитие; повышает устойчивость растений к стрессам, вызванным засухой, засолением, применением пестицидов и минеральных удобрений, а также активизирует процессы восстановления и сохранения плодородия почвы.
Химический состав гумата калия представлен в таблице 4.
| Таблица 4 Химический состав гумата калия |
||||
| № п./п. | Наименование показателя | Ед. изм. |
Результат испытаний |
НД на метод испытаний |
| 1 | pH солевой вытяжки | pH | 13,0 | ГОСТ 11623-89 |
| 2 | Сухой остаток | % | 13,3 | ГОСТ 26713-85 |
| 3 | М.д. общего азота | % на абс. сухое в-во | 4,0 | ГОСТ 26715-85 |
| 4 | М.д. общего фосфора | % на абс. cvxoe в-во | 7,8 | ГОСТ 26717-85 |
| 5 | М.д. общего калия | % на абс. сухое в-во | 4,20 | ГОСТ26718-85 |
Соотношение компонентов в заявленном многокомпонентном удобрении определено следующим: пропорции содержания органических ингредиентов обусловлены технологическими свойствами цеолита как «контейнера - носителя» других компонентов. 46% цеолита - оптимальное содержание в данном виде удобрения, чтобы заполнить поры цеолита необходимым количеством эффлюента и гумата калия для внесения из расчета на 1 га.
Отличие заявленного многокомпонентного органического удобрения от других органических удобрений:
- удобрение - многофункциональное - с функциями почвоулучшителя и биостимулятора;
- удобрение - пролонгированного действия, за счет пористой структуры цеолита (на 70 - 85% по объему цеолит состоит из пор с размером от 1 до 100 нанометров);
- удобрение содержит макро-, мезо- и микроэлементы, а также органический кремний (до 65% состава цеолита);
- удобрение с повышенным содержанием микроэлементов в органической, а не хелатной форме;
- удобрение с повышенным содержанием калия, фосфора, кальция, кремния, гуминовых веществ и органического вещества;
- цеолит выступает как почворазрыхлитель за счет своих особых технологических свойств (например, объемная масса - 500 - 650 кг/м3; сорбция воды - до 120% собственного веса);
- удобрение обладает обеззараживающим воздействием на почву из-за слабощелочной реакции рН и высокого содержания калия и кальция;
-- за счет высокой ионообменной активности цеолита ускоряется усвоение растениями труднодоступных питательных элементов из почвы.
Положительный эффект при использовании заявленного многокомпонентного органического удобрения:
- обладает пролонгированным действием, то есть постепенно отдает влагу, гуминовые и биохимические активные вещества, питательные элементы в почву, что является перспективным показателем в условиях повышения аридности вегетационного периода;
- обогащает почву микроэлементами, в том числе органическим кремнием;
- обогащает почву полезными микроорганизмами, активизируя микробиологическую активность обрабатываемого слоя почвы;
- повышает иммунитет, тургор и антистрессовые свойства растений культур;
- действует как почворазрыхлитель;
- действует как биостимулятор за счет биохимических активных веществ эффлюента - фитогормоны, аминокислоты растительного происхождения, витамины; комплекс целлюлозолитических ферментов; почвенные антибиотики;
- стимулирует рост корневой системы;
- повышает урожайность полевых культур на 20 - 35% (при внесении в рядок на семенное ложе при посеве из сеялки).
Заявленное органическое многокомпонентное удобрение производится следующим образом. В промышленное устройство - смеситель барабанного типа, в процессе вращения барабана, засыпается цеолит и добавляется жидкий эффлюент, до полного впитывания цеолитом, в следующих пропорциях, % по весу: цеолит - 31 и эффлюент - 31. Затем засыпается следующая партия цеолита и добавляется жидкий гумат калия, до полного впитывания цеолитом, в следующих пропорциях, % по весу: цеолит - 15 и гумат калия - 21. Вращение барабана при засыпке каждой партии длится 5 - 7 минут, до полного впитывания жидкого компонента, и превращения удобрения в единообразную сыпучую массу. Затем две партии полученных миксов загружаются в барабан в определенной пропорции и смешиваются до единообразной сыпучей массы.
Указанное соотношение ингредиентов в многокомпонентном удобрении по данным вегетационных и полевых опытов оказалось наиболее эффективным по сравнению с другими соотношениями.
Были приготовлены 4 состава многокомпонентного удобрения, соотношения ингредиентов которых представлены в таблице 5. Состав №3 был определен, в том числе, на основе максимального впитывания цеолитом жидких компонентов удобрения.
| Таблица 5 Соотношения ингредиентов многокомпонентного удобрения, % по массе |
|||
| Состав | Цеолит | Эффлюент | Гумат калия |
| Контроль | Чернозем типичный тяжелосуглинистый, гумус - 5,9% (центральная зона Самарской области) |
||
| 1 | 60 | 15 | 25 |
| 2 | 60 | 30 | 10 |
| 3 | 46 | 33 | 21 |
| 4 | 70 | 15 | 15 |
Составы комплексного удобрения в четырехкратной повторности помещали в сосуды для исследований, в которые высевали тест - объект (растение - биоиндикатор) - культуру кресс - салат, сорт «Дукат» (норма высева - 1 г/м2). Растения кресс-салата убирали через 10 дней после полных всходов, и определяли урожайность (таблица 6).
| Таблица 6 Урожайность составов многокомпонентного удобрения |
||
| Состав | Урожайность, кг/сосуд | Прибавка урожая, % |
| Контроль | 0,29 | - |
| 1 | 0,37 | +27,6 |
| 2 | 0,32 | +10,3 |
| 3 | 0,42 | + 44,8 |
| 4 | 0,28 | -3,4 |
Исследования показали, что наибольшая прибавка урожайности обеспечивается составом №3 при соотношении компонентов удобрения, %: цеолит - 46, эффлюент - 33 и гумат калия - 21.
Созданное многокомпонентное удобрение позволяет утилизировать путем переработки различные органические отходы и сырье, что снижает экологическую нагрузку на окружающую среду, способствует восстановлению природного углеродного цикла, позволяет предприятиям решать вопросы утилизации отходов в соответствии с экологическим законодательством, а также позволяет получать органическую продукцию.
Заявленное органическое многокомпонентное удобрение имеет повышенное содержание следующих микроэлементов в органической легкодоступной для растений форме и природных веществ: Калий - элемент молодости клеток; сохраняет и удерживает воду, повышая вязкость протоплазмы; усиливает образование сахаров и их передвижение по тканям; повышает толщину клеточных стенок, устойчивость к полеганию, болезням, засухе и низкой температуре; Кальций - стимулирует рост растений и развитие корневой системы; усиливает обмен веществ и активирует ферменты; повышает вязкость протоплазмы; активизирует фотосинтез; Кремний - омолаживает клетки; повышает иммунитет, стрессоустойчивость к неблагоприятным условиям и тургор растений; Гуминовые вещества - способствуют активизации процессов восстановления плодородия почвы, повышают продуктивность культур, усиливают иммунитет растений.
Заявленное органическое многокомпонентное удобрение имеет за счет своих компонентов следующие преимущества: цеолит - обеспечивает высокую ионообменную активность удобрения, обеспечивающую повышенное усвоение труднодоступных питательных элементов их почвы; эффлюент - высокое содержание органического вещества, отсутствие патогенной микрофдоры, семян сорняков и гельминтов, биохимически активные вещества (аминокислоты, фитогормоны, почвенные антибиотики и другие); гумат калия - гуминовые вещества, калий и фосфор, микроэлементы, слабощелочная рН.
Исследования эффективности нового органического многокомпонентного удобрения проводились в 2017 - 2021 гг. на опытном поле Самарского ГАУ: центральная зона Самарской области (южная лесостепь Заволжья), почва - чернозем типичный среднемощный тяжелосуглинистый, гумус - 5,9%.
Исследования проводили в полевом двухфакторном стационарном опыте, заложенном в 2017 году в рамках научной темы «Цифровое органическое земледелие», на полях зернопаропропашного севооборота: 1) чистый пар; 2) озимая пшеница; 3) яровая пшеница твердая; 4) горох; 5) ячмень яровой; 6) подсолнечник.
Сорт озимой пшеницы - «Бирюза» (оригинатор: Самарский НИИСХ - филиал СамНЦ РАН, п.г.т. Безенчук).
Количество и площади делянок, площадь поля: вариантов на поле - 9; повторности - 3; количество делянок - 27; площадь делянки - 31,5 м2; опытная площадь поля - 0,0851 га. Размещение делянок - последовательное.
Норма высева - 4,5 млн. всхожих семян, посев одновременно с внесением удобрений из бункера сеялки в рядок на семенное ложе.
Факторы: А - удобрения; В - препараты.
Фактор А: А1 - контроль, А2 - минеральные удобрения, А3 - многокомпонентное органическое удобрение на основе цеолита.
Фактор В: В1 - контроль, В2 - пестициды, В3 - биопрепараты.
Под озимую пшеницу при посеве вносили:
А2 - 100 кг/га нитроаммофоски (16:16:16), норма внесения определялась из расчета объема бункера, стоимости минерального удобрения и безопасного количества минерального азота для проростков озимой пшеницы.
А3 - 200 кг/га многокомпонентного органического удобрения на основе цеолита, с функциями почвоулучшителя и биостимулятора, включающего цеолитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, эффлюент и гуматы калия, при следующем соотношении компонентов, по массе, %:
- цеолит - 46;
- эффлюент - 33;
- гумат калия - 21.
Результаты по опытному полю Самарского ГАУ:
| Таблица 7 Урожайность озимой пшеницы, т/га (2017 - 2021 гг.) |
||||||||
| Система удобрений (А) | Годы исследований | Сред -нее | % к контролю |
|||||
| 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | ||||
| Система защиты (В) В1 - контроль |
||||||||
| А1 - контроль | 4,71 | 2,93 | 2,51 | 2,75 | 2,63 | 3,11 | 100 | |
| А2 - нитроаммофоска | 4,88 | 3,33 | 2,43 | 2,98 | 2,83 | 3,29 | 105,8 | |
| А3 - «Цеолит + Эффлюент + Гумат калия (46:33:21)» | 4,56 | 3,55 | 2,42 | 3,12 | 3,67 | 3,46 | 111,3 | |
| В2 - пестициды | ||||||||
| А1 - контроль | 4,90 | 3,12 | 2,67 | 3,02 | 2,77 | 3,30 | 106,1 | |
| А2 - нитроаммофоска | 4,98 | 3,56 | 2,78 | 3,22 | 2,90 | 3,49 | 112,2 | |
| А3 - «Цеолит + Эффлюент + Гумат калия (46:33:21)» | 5,10 | 3,00 | 2,97 | 3,66 | 3,23 | 3,59 | 115,4 | |
| В3 - биопрепараты | ||||||||
| А1 - контроль | 4,91 | 3,10 | 2,90 | 3,10 | 2,65 | 3,33 | 107,1 | |
| А2 - нитроаммофоска | 5,15 | 4,10 | 3,33 | 3,43 | 2,79 | 3,76 | 120,9 | |
| А3 - «Цеолит + Эффлюент + Гумат калия (46:33:21)» | 4,85 | 4,43 | 3,21 | 3,68 | 2,89 | 3,81 | 122,5 | |
Урожайность озимой пшеницы в среднем за пять лет исследований на варианте с многокомпонентным органическим удобрением «Цеолит + Эффлюент + Гумат калия» превышала урожайность при внесении нитроаммофоски на 1,6-5,5 % и контроль (А1В1) на 11,3 - 22,5%.
Увеличение урожайности по другим культурам, в среднем за 2017 - 2021 гг., % к варианту с нитроаммофоской: яровая пшеница твердая - на 2,5 - 7,5, горох - 3,8 - 8,2.
Увеличение урожайности по другим культурам, в среднем за 2017 - 2021 гг., % к контролю (А1В1): яровая пшеница твердая - на 14,1 - 19,1, горох - 17,8 - 24,7.
В лабораторных вегетационных опытах (четырехкратный посев в трехкратной повторности) прибавка надземной биомассы по отношению к контролю (без удобрений) на томатах составила 12,4 - 26,5%, столовой свеклы - 23,4 - 30,0%, газонной травы - до 33,2%.
Таким образом, многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора не уступает нитроаммофоске по воздействию на урожайность озимой пшеницы. Также на других зерновых колосовых и зернобобовых культурах предлагаемое органическое удобрение по воздействию на урожайность превосходит минеральное удобрение нитроаммофоску.
Для развития и распространения технологий органического земледелия, и декарбонизации АПК в целом, данные результаты являются крайне перспективным фактором, учитывая положительное воздействие органических удобрений на плодородие почвы, экологическое состояние агроэкосистемы, возможность получения «органической» продукции, более низкую себестоимость и стоимость внесенных многокомпонентных органических удобрений из расчета на 1 га.
Claims (4)
- Многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора, включающее цеолитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, эффлюент и гумат калия при следующем соотношении компонентов, по массе, %:
- цеолит - 46;
- эффлюент - 33;
- гумат калия - 21.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781283C1 true RU2781283C1 (ru) | 2022-10-11 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797426C1 (ru) * | 2022-11-14 | 2023-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Способ получения почвоулучшителя на основе цеолита |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU95119212A (ru) * | 1995-11-10 | 1997-10-27 | В.П. Бовт | Способ приготовления композиционных минеральных удобрений и оборудование для его осуществления |
| CN111348964A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-06-30 | 湖南华诚生物资源股份有限公司 | 一种基于罗汉果废弃料的治理农田镉污染土壤的调理剂及其制备方法 |
| RU2759172C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) | Способ получения комплексного сорбционно-стимулирующего препарата для снижения аллелотоксичности почв |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU95119212A (ru) * | 1995-11-10 | 1997-10-27 | В.П. Бовт | Способ приготовления композиционных минеральных удобрений и оборудование для его осуществления |
| CN111348964A (zh) * | 2020-04-23 | 2020-06-30 | 湖南华诚生物资源股份有限公司 | 一种基于罗汉果废弃料的治理农田镉污染土壤的调理剂及其制备方法 |
| RU2759172C1 (ru) * | 2020-12-23 | 2021-11-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» (МГУ) | Способ получения комплексного сорбционно-стимулирующего препарата для снижения аллелотоксичности почв |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2797426C1 (ru) * | 2022-11-14 | 2023-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Способ получения почвоулучшителя на основе цеолита |
| RU2800714C1 (ru) * | 2023-03-13 | 2023-07-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Комплексное органо-минеральное удобрение на основе диатомита |
| RU2813901C1 (ru) * | 2023-12-05 | 2024-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Состав и способ получения органоминерального удобрения с лузгой гречихи |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100486941C (zh) | 全营养生物型冲施肥料及其制备方法 | |
| RU2536495C1 (ru) | Способ возделывания сахарной свеклы | |
| CN108484286A (zh) | 一种盐碱地专用有机无机复混肥及其制备方法和应用 | |
| CN101935249B (zh) | 一种颗粒型复合微生物菌剂及其制备方法和应用 | |
| KR20100032855A (ko) | 식물 생장을 촉진시키기 위한 미생물 제제 및 이를 이용하는 방법 | |
| CN107417374A (zh) | 多功能土壤改良剂及其制备方法 | |
| CN106187581A (zh) | 一种盐碱地用改良肥料及其制备方法 | |
| CN105859489A (zh) | 一种盐碱地专用复混肥及生产方法 | |
| CN101113120A (zh) | 纳米生物肥 | |
| CN105016929A (zh) | 一种保水型腐植酸生物有机肥及制备方法 | |
| CN111285742A (zh) | 一种中重度盐碱地专用生物肥料及其制备方法 | |
| CN104642026A (zh) | 一种富有机硒大米的生产工艺 | |
| CN106397070A (zh) | 一种复合型保水缓释肥料及其生产方法 | |
| CN108409409A (zh) | 有机肥料及其制备方法 | |
| Abdel-Rahman | Effect of mineral potassium, compost and biofertilizers on soil physio-chemical properties and productivity of sesame grown on salt affected soils | |
| CN102515889A (zh) | 一种生防性冲施肥的生产方法、肥料及应用 | |
| RU2781283C1 (ru) | Многокомпонентное органическое удобрение на основе наноструктурного цеолита с функциями почвоулучшителя и биостимулятора | |
| CN109206171A (zh) | 一种多糖体有机肥生产工艺 | |
| RU2800714C1 (ru) | Комплексное органо-минеральное удобрение на основе диатомита | |
| CN108164372A (zh) | 一种高效稳定环保复合生物肥料及其制备方法 | |
| CN107827658A (zh) | 一种黑水虻虫砂复配螯合硼的红壤调理剂 | |
| RU2672402C1 (ru) | Комплексное органоминеральное удобрение с микроэлементами | |
| CN105693428A (zh) | 一种改善土壤种植环境的肥料辅助剂 | |
| CN106316664A (zh) | 一种土壤调理剂及其制备方法 | |
| RU2426711C1 (ru) | Способ получения органоминерального комплексного удобрения |